Н.Н. Боголюбов:  Наука – главная и единая цель моей жизни. Научно-популярный журнал для юношества «Страна знаний» №10, 2018

В 2019 года исполнится 110 лет со дня рождения академика Николая Николаевича Боголюбова (21.08.1909 – 13.02.1992) - выдающегося отечественного учёного, математика и физика-теоретика, основателя научных школ нелинейной механики, статистической физики и квантовой теории поля.

Николай Николаевич Боголюбов
Николай Николаевич Боголюбов
(1909 – 1992)

Благодаря своим выдающимся научным исследованиям и энциклопедическим знаниям по разным направлениям математики и физики он считается по праву одним из величайших учёных XX столетия.

В Киевском национальном университете имени Тараса Шевченко Н.Н. Боголюбов работал с 1936 по 1941 и с 1944 по 1949 гг. В период  1945–1948 гг. он был деканом механико-математического факультета.

Президент Украины дал распоряжение изучить вопрос о присвоении имени академика Боголюбова учебным заведениям и научным учреждениям, улицам и площадям городов Украины. В честь выдающегося деятеля науки будут выпущены юбилейная монета, почтовая марка и конверт с его изображением.

О мировом признании вклада Н.Н. Боголюбова в науку много говорит лишь такой простой перечень его научных званий и наград:

  • академик АН УССР (1948)
  • академик АН СССР (1953) и РАН (1991)
  • Герой Социалистического Труда (1969, 1979)
  • Кавалер шести орденов Ленина
  • Ленинская премия (1958), Государственная премия СССР (1947,1953,1984)
  • Золотая медаль имени М.А. Лаврентьева
  • Большая золотая медаль имени М.В. Ломоносова (1985)
  • Золотая медаль имени А.М. Ляпунова (1989)
  • Премия Академии наук Болоньи (1930)
  • Премия Хайнеманна Американского физического общества (1966)
  • Золотая медаль Гельмгольца, АН ГДР (1969)
  • Медаль имени Макса Планка (1973)
  • Золотая медаль Франклина, США (1974)
  • Премия Карпинского, ФРГ (1981)
  • Медаль Дирака (1992)
  • Государственная премия Украины (1987).

Работы Николая Николаевича касаются широкого круга проблем современной математики, механики и физики, где его научное творчество оказало выдающееся влияние на развитие их многих разделов и где ему принадлежит ряд выдающихся научных результатов. В частности, в математике им получены фундаментальные научные результаты по вариационному исчислению, дифференциальным уравнениям, по теории асимптотических методов нелинейной механики, функциональному анализу, теории инвариантных многовидов, теории динамических систем, теории случайных процессов.

В математике широко известны асимптотический метод Крылова-Боголюбова-Митропольского, метод усреднения Боголюбова, теорема Боголюбова «об остроте клина», теорема Боголюбова об инвариантной мере в теории динамических систем.

Н.Н. Боголюбов вместе со своим учителем – академиком АН УССР Н.М. Крыловым создали новое направление в математике – нелинейную механику, разработка которой оказалась чрезвычайно важной для разнообразных применений на практике.

Научная деятельность Н.Н. Боголюбова тесно связана с решением важных проблем современной физики, где благодаря применению, а при потребности – и развитию необходимого математического аппарата, ему удалось получить фундаментальные результаты по нескольким важным направлениям современной физики. В статистической физике и квантовой теории поля он ввёл понятие состояния бесконечных систем и вывел уравнения для них, которые получили название уравнений Боголюбова, впервые обосновал термодинамическую границу для равновесных систем, разработал математическую теорию явления сверхтекучести и явления сверхпроводимости, вывел дисперсионные соотношения, которые имеют важное значение для теории элементарных частиц, сформулировал основные аксиомы квантовой теории поля, создал так называемую Р-операцию - процедуру для устранения расхождений в квантовой теории поля.

Каждый из этих научных результатов произвёл большое впечатление на современников и имел значительное влияние на развитие физики.

Даже этот далеко не полный перечень отдельных научных результатов, каждый из которых стал важной вехой в развитии современной математической и теоретической физики, свидетельствует о выдающихся научных достижениях учёного. Н.Н. Боголюбов, как могучий исполин, своей напряжённой научной деятельностью разбивал прочную скалу загадок природы, оставляя после себя широкое поле деятельности для своих учеников и последователей, которые ещё и ныне разрабатывают и развивают научные достижения и идеи Н.Н. Боголюбова по многим начатым научным направлениям. Его работы оказывали содействие созданию многочисленных научных школ, как в Советском Союзе, в частности, в Украине и в Киеве, так и за границей.

Николай Николаевич Боголюбов

В чём же состоит секрет выдающихся достижений и успехов этого Человека – выдающегося учёного, педагога, организатора науки?

Сам Николай Николаевич утверждал: «Озарений у меня не бывает. Такая беда. Может, у кого и случаются, а у меня нет. Работаю много. Интенсивно работаю над каким-то вопросом, а потом приходят открытия. А чтобы так, как говорится, ни село, ни упало и – на тебе – открытия – не бывало». (Б. Верес «Солнечная теорема», Киев: Днепр, 1974).

Словно бы простая и прозрачная формула успеха – работа, работа и ещё раз работа. Но это лишь внешние атрибуты успеха, за которыми, кроме трудной повседневной работы, стоит феноменальная память, природный дар. Если попробовать найти более полный ответ на этот вопрос, то нужно, прежде всего, упомянуть о начале его жизненного пути, учёбе в школе, его учителях.

Николай Николаевич Боголюбов родился 9 (21) августа 1909 г. в Нижнем Новгороде. Он был первым ребёнком в семье Боголюбовых. Его отец – Николай Михайлович, магистр богословия, работал преподавателем философии и психологии в Нижегородской духовной семинарии, а мать – Ольга Николаевна, получив музыкальное образование в Нижегородском отделении Московской консерватории, работала преподавателем музыки.

В 1909 году его отцу предложили место законоучителя в Нежинском историко-филологическом институте князя Безбородько (ныне – Нежинский государственный университет имени Николая Гоголя), в сентябре 1909 года он принял сан священника, и семья переехала в г. Нежин. Здесь в 1912 году родился Алексей – средний сын семьи Боголюбовых, который со временем стал известным учёным – историком математики и механики, членом-корреспондентом НАН Украины.

В 1913 году Николая Михайловича избрали профессором богословия Университета святого Владимира, и семья переехала в Киев. В 1915 году во время первой мировой войны Николай Михайлович Боголюбов вместе с Университетом св. Владимира выехал в эвакуацию в Саратов, а его семья – в Калугу. После возвращения в Киев Боголюбовы получили «казённую» квартиру в Университете.

Детство Николая Николаевича и его брата Алексея проходило на университетском дворе, среди штабелей досок, которые были приготовлены для строительства корпусов университетской библиотеки и химической лаборатории, и в Ботаническом саду.

11 (24) января 1918 г. в здании Университета св. Владимира, где жила семья Боголюбовых, у них родился третий сын – Михаил, который со временем стал известным ученым – специалистом по восточным языкам.

Николай Михайлович был серьёзным педагогом и считал, что ребёнок лучше поддаётся педагогическому влиянию, быстрее и прочнее овладевает знаниями, и, потому, детей нужно начинать учить как можно раньше и развивать при этом в них самостоятельность. И он начал учить своих детей с 4-5 лет – сначала читать и писать на русском языке, потом на французском. А со временем – и на немецком и английском языках, которыми он свободно владел.

Отец сам подготовил своего сына Николая в 1917 г. к поступлению в Первую Александровскую Киевскую гимназию, но мальчик не закончил первого класса гимназии, так как началась гражданская война. В гимназии Н.Н. Боголюбов учился в целом хорошо, но по арифметике имел в лучшем случае «четвёрку», учитель ему говорил: «Из тебя, Коля, математика не выйдет».

В 1918 году кафедру богословия в университете ликвидировали, и в 1919 году семья Боголюбовых переехала в село Большая Круча Пирятинского уезда Полтавской губернии, где Николай Михайлович получил место священника.

Колю Боголюбова зачислили для обучения в шестой класс местной семилетней школы. Педагогический коллектив школы был небольшой, но учителя работали с большой любовью к своему делу и с полной отдачей. Возможно, именно во время учёбы в этой школе начали развиваться математические способности Николая Николаевича: вместе со своим учителем математики Павлом Аполлоновичем Ященко он решил все задачи из известного в то время сборника задач Малинина и Буренина, после чего, вместе с другим своим учителем – Александром Александровичем Корсунем овладел алгеброй. В селе не было ни одного учебника по тригонометрии, и Николай Николаевич сам построил для себя структуру этой науки лишь по одной формуле, с которой его ознакомили. После окончания школы Н.Н. Боголюбов получил аттестат, который стал его единственным документом об образовании, так как следующим документом стал диплом доктора математики.

В это время и отец Николая Николаевича – Николай Михайлович тоже начал заниматься математикой: вместе со своим старшим сыном они изучали математический анализ по учебникам Гренвилля, и на протяжении нескольких лет отец овладел математикой в объёме университетского курса. Он также много читал литературы по физике и говорил, что, если бы у него в молодости были другие возможности, то он бы пошёл учиться на математический факультет. В конце жизни он настолько овладел математикой, что мог читать научные работы своего старшего сына.

По возвращении в Киев Николай Михайлович начал брать для своего старшего сына книги по математике и физике в университетской библиотеке, которые Н.Н. Боголюбов, благодаря своей большой трудоспособности, быстро и глубоко осваивал, и к середине 1922 года он уже владел знаниями по математике и физике на уровне полного университетского курса.

Увидев способности сына к освоению знаний по физике и математике, отец отвёл сына к академику Д.О. Граве, который посоветовал ему посещать лекции в Киевском университете, чтобы систематизировать свои знания по математике, и разрешил принимать участие в научном семинаре преподавателей и аспирантов.

Д.А.Граве был учёным-универсалом, представителем Петербургской математической школы П.Л. Чебышева, он стал основателем Киевской научной школы алгебры, которая зародилась в Киевском университете. Сначала участники семинара посмеивались над худеньким, низеньким тринадцатилетним Н.Н. Боголюбовым, но очень скоро перестали насмехаться, так как убедились, что мальчик не только много знает, а и умеет хорошо математически мыслить.

Весной 1923 года состоялась встреча, которая стала судьбоносной в жизни Н.Н. Боголюбова – он встретил Николая Митрофановича Крылова – своего наставника, будущего коллегу, соратника, единомышленника и друга на долгие годы.

Н.М. Крылов скептически относился к рассказам о вундеркиндах, а потому предложил Н.Н. Боголюбову решить за три дня несколько задач по математике. Хотя и были эти задачи не из лёгких, Николай справился с ними, после чего академик сказал, чтобы он ходил на его семинар и учился.

Первая научная работа Н.Н. Боголюбова была напечатана в 1924 году совместно с Н.М.Крыловым и касалась некоторых проблем вариационного исчисления, которым серьёзно занимался Н.М. Крылов продолжительное время, и где он достиг важных научных результатов. К тому времени Н.Н .Боголюбову исполнилось только 15 лет.

Николай Митрофанович проводит с ним дома специальные занятия, даёт ему самостоятельные задачи (прочитать за 20 дней три научные книги – две на французском языке и одну – на немецком, а потом доложить на семинаре). Так длится почти два года, пока Боголюбова не зачисляют в аспирантуру по постановлению Малого Президиума Укрглавнауки от 1 июня 1925 года, в котором значилось: «Учитывая феноменальные способности к математике, считать Н.Боголюбова на положении аспиранта кафедры математики в Киеве с 18.6.1925 г. Включить его в список на жалованье».

Н.М. Крылов и Н.Н. Боголюбов сначала в соавторстве выполняют лишь отдельные работы, а с 1929 года их научное содружество становится всё более тесным и практически с 1930 года все работы учитель выполняет совместно со своим учеником (за небольшим исключением). Н.М. Крылов стал вторым отцом для Н.Н. Боголюбова, поскольку в середине 1925 года семья Боголюбовых переехала в Нижний Новгород.

Заботу Н.М.Крылова об Н.Н. Боголюбове может ярко характеризовать следующий эпизод, который произошёл в то время: Николай Николаевич в возрасте 16 лет остался один в Киеве и жил на квартире. Его комната была очень сырой, и он начал болеть. Однажды Н.М. Крылов заехал проведать его, увидел условия его проживания и немедленно забрал Н.Н. Боголюбова к себе на квартиру, которая находилась на третьем этаже бывшей Первой Александровской Киевской гимназии. У каждого из них здесь была своя комната с письменным столом и доской. Здесь Н.Н. Боголюбов прожил 8 лет.

В 1928 году он закончил аспирантуру, подготовил докторскую диссертацию и был зачислен научным сотрудником Украинской Академии наук. В 1930 году Н.Н. Боголюбов получил премию Болонской Академии наук (Италия) за свои работы по вариационному исчислению, а 6 апреля 1930 года Общее собрание физико-математического отделения Всеукраинской Академии наук (по представлению академиков Д.А. Граве и Н.М. Крылова) присудили Н.Н. Боголюбову научную степень доктора математики honoris causa.

Николай Николаевич Боголюбов

Так начался академический путь Н.Н. Боголюбова, который продолжался до последних дней его жизни – 13 февраля 1992 года. На этом тернистом пути ему пришлось вместе со своим учителем – Н.М. Крыловым, математическими методами решать сложные инженерные задачи и защищать в 1934 году своё детище – нелинейную механику от сокрушительной и предубеждённой критики известных математиков, которые считали новое направление в математике ошибочным.

Н.Н. Боголюбов создавал новые институты, вёл активную общественную работу как депутат Верховного Совета СССР и член Пагуошского движения за мир, принимал участие в выполнении сверхсекретного проекта, связанного с созданием термоядерного оружия, и кроме того, преподавал, преподавал и преподавал.

Научная деятельность Боголюбова постоянно объединялась и дополнялась его педагогической деятельностью в университетах и других высших учебных заведениях. Преподавать Н.Н. Боголюбов начал в 1936 году в Киевском университете, где ему в 1940 году было присуждено учёное звание профессора. Здесь Николай Николаевич работал на протяжении 1936–1941 и 1944–1949 лет.

В 1940–1949 годах (с некоторым перерывом) Н.Н. Боголюбов работал и в Черновицком университете. Он также читал лекции студентам физического факультета Львовского университета, Киевского технологического университета пищевой промышленности, а с 1953 года заведовал кафедрой теоретической физики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Н.Н. Боголюбов работал деканом механико-математического факультета Киевского университета с 1945 по 1948 год. В то время здание главного корпуса Киевского университета было разрушено, уцелели лишь гуманитарный и старый химический корпуса, но они не были пригодны для занятий. И занятия проводились, несмотря на неблагоприятные условия, и уже с первого послевоенного года преподавались все дисциплины в соответствии с учебным планом, включая специальные и факультативные курсы.

Как вспоминают студенты, которые учились в Киевском университете на механико-математическом факультете в послевоенные годы, лекции Н.Н. Боголюбова всегда вызывали живой интерес у слушателей, слушать его лекции приходили студенты даже других (нематематических) специальностей.

Часто студенты-математики вспоминали такой случай из педагогической практики Боголюбова в университете. Его описание есть в книге «Киевские математики-педагоги» (Киев: Высшая школа, 1979, с.195–176): «Пока излагались понятия о предмете и постановке основной задачи, – всем студентам всё было понятно. А дальше становилось сложно, причём сложность быстро возрастала. Сначала пробовали разобраться в лекционном материале каждый самостоятельно, потом собрались вместе, выясняли друг у друга, что удалось понять. Но в одном месте никто не мог понять, как перейти от левой части равенства к правой. Решили обратиться за консультацией к профессору. Он для объяснения этого преобразования выписал промежуточными выкладками две доски. Стало понятно, что всё это во время лекции он делал в уме. Его лекции по специальному курсу были более похожи на научные семинары, он привлекал студентов к соучастию в творческом процессе, показывая тем самым большое доверие к их знаниям и способностям.

В общении со студентами Н.Н. Боголюбов всегда был на удивление демократичным и доступным. С ним можно было общаться в перерыве между лекциями, в коридоре, он никогда не подавлял студента своим авторитетом. Разговаривая со студентами, профессор вёл себя так, будто был уверен, что его понимают. И если студент не понимал сразу сути вопроса, который обсуждался, то он прекрасно понимал, что нужно работать и работать, чтобы в следующий раз понимать лучше. Специальный курс считался свободным по выбору, т. е. сдавать экзамен по нему было необязательно, и очень скоро слушать его оставались только те, кто смог подняться до необходимого уровня понимания. Так, со студенческой скамьи начинался отбор, который с течением времени и привёл к созданию известной Киевской школы Н.Н. Боголюбова.

ННВоголюбов преподавал вариационное исчисление. Это был обязательный курс, материал которого был изложен в учебниках, но профессор преподавал его совсем иначе, чем специальный курс, который рассчитан на заинтересованных. Здесь всё было доходчиво, но он никогда не разжёвывал материал студентам. Ни одного лишнего слова, все отшлифовано до совершенства. Такой стиль преподавания, который не допускал повторений и многословия, держал слушателя в постоянном состоянии активности, принуждал внимательно следить за каждым словом, чтобы ничего не пропустить. С некоторыми, наиболее талантливыми студентами, он работал индивидуально. Быть среди его учеников считалось большой честью.»

Н.Н. Боголюбова, как педагога и человека, ярко характеризует такой эпизод. Он описан Богданом Вересом в документальной повести «Солнечная теорема» о Н.Н. Боголюбове. На одном из экзаменов Н.Н. Боголюбов заметил, что студент положил на колени конспект и списывает. Николай Николаевич подошёл к нему и сказал: «Молодой человек, зачем вы так мучаетесь? Горбитесь, портите своё замечательное телосложение. Да и нервничаете лишнее...». Студент начал оправдываться: «Николай Николаевич, я ничего, я только так ... Немного ...» На это профессор ответил: «Не волнуйтесь. Немного – тоже плохо. Положите конспект на стол и учите, если времени не хватило. А я вас буду экзаменовать по всему курсу». Студент попробовал возражать: «Но я же, Николай Николаевич... Это же несправедливо...» и в ответ услышал: «Большая справедливость, юноша. Дерзайте же!..» Юноша не смог сдать экзамен, и Н.Н. Боголюбов решил поговорить с ним, может, у него какое-то горе, и потому он не смог подготовиться к экзамену. Выяснилось, что математика – это не его призвание. Парень мечтал стать историком, но его сбили из этого пути, бросить университет он считал недостойным, да и что скажет дома искалеченный войной отец, который жил с его 13-летней сестрой, а мать умерла в оккупации. Студент сообщил Н.Н. Боголюбову своё решение все-таки оставить университет, а со временем попробовать вступить на исторический факультет. После некоторых раздумий Н.Н. Боголюбов промолвил: «Не знаю, что вам и сказать сейчас. Но я рад, что услышал, в конце концов, слова серьёзного человека. Давайте договоримся так: на протяжении двух недель вы ликвидируете задолженность, а потом мы поговорим о вашем будущем. Подумайте ... Вы ещё найдёте своё призвание...» И такое внимание проявлялось почти к каждому студенту: кому-то он посоветует больше читать художественной литературы, чтобы лучше владеть языком, кому-то поможет в решении бытовых проблем, а сотрудникам и аспирантам – подскажет пути решения сложных математических задач. Этому он научился у своего учителя – академика Н.М.Крылова.

Под руководством Н.Н. Боголюбова на кафедре математической физики Киевского университета на протяжении 1944–1949 гг. проводились фундаментальные исследования по теории нелинейных колебаний и общей теории динамических систем. Широкий круг исследований был связан с теоретической физикой, в частности, с проблемами нелинейной квантовой теории поля и теории дисперсионных соотношений.

В послевоенные трудные годы Н.Н. Боголюбов возглавлял комитет по организации в Киеве математических олимпиад для школьников. Он приобщил к работе со школьниками лучшие силы университета. Работа проводилась на общественных началах: школьникам читались лекции по современной математике на доступном для их понимания уровне, предлагались интересные задачи по элементарной математике, победители олимпиад награждались денежными премиями, которые в трудное послевоенное время были существенным стимулом. Такие олимпиады, по мнению Николая Николаевича, давали возможность отыскать способных детей. Много победителей олимпиад тех лет со временем стали известными учёными.

В 1948 году Николая Николаевича пригласили работать над оборонной тематикой в Институт химической физики АН СССР в Москве, а со временем поручили отдел теоретической физики в Математическом институте имени В.А. Стеклова АН СССР. Позднее он переехал в Москву, где в полной мере сказался его выдающийся талант организатора науки.

Н.Н. Боголюбов продолжительное время возглавлял Объединённый институт ядерных исследований (г. Дубна), Математический институт имени В.А. Стеклова АН СССР, Отделение математики АН СССР.

По инициативе Н.Н. Боголюбова в 1966 году в Киеве был организован Институт теоретической физики, которым он руководил на протяжении шести лет и приложил много усилий для его становления и который сейчас носит имя Н.Н. Боголюбова.

Вклад Н.Н. Боголюбова в сокровищницу мировой науки трудно переоценить: его по праву можно назвать «Ньютоном ХХ столетия».

В.Г. Самойленко, доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой математической физики Киевского национального университета имени Тараса Шевченко